N=VIN/VMAX×20 000 (3)
式中：VMAX为TLC7135的满量程电压，由于TLC7135满量程为2倍参考电压即VMAX=2VREF，基准电压反积分阶段的脉冲数和输入电压满足关系式：
N=VIN/VREF×10 000 (4)
经过简单变换可得输入电压的计算公式：
VIN=N/10 000×VREF (5)
式(5)中VREF是利用TL431产生的2.5 V基准电压，单片机计数得到N后，就可计算出输入电压。
3.4 人机接口电路
在仪表的前面板上设计有数码管，LED灯，按键，用于数据显示、状态指示及参数设置。为了尽量减少单片机I/O资源开销，采用了动态刷新显示方法。单片机控制点亮一个数码管，然后关掉，再点亮第二个，4个数码管周而复始地轮流点亮，一个轮流周期每个数码管的点亮时间是极为短暂的，由于人的视觉停留及发光管的余辉效应，尽管实际上各个数码管并非同时点亮，但只要刷新的速度足够快，给人的视觉就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。
如图7所示，4位数码管各有8个显示段，每位数码管相同的段连在一起，由P0端口统一进行段驱动，而各个数码管的共阳极则由另一个I/O进行驱动。P2.4用于驱动LED灯公共端，P2.5用于分时检测按键输入。驱动程序的设计思路是，P2.0-3端口控制三极管Q1，Q2，Q3，Q4轮流打开。例如P2.0输出低电平，三极管Q1导通，数码管DS1点亮，P0端口控制显示相应的数字，LED1状态如需点亮，P2.4输出低电平，否则输出高电平。同时检测P2.5端口输入，如为高电平说明按键S1被按下。为了严格地保证轮流周期和显示时间，可以在单片机定时器中断服务程序中进行动态显示和检测。
3.5 报警输出及通信电路设计
为了避免外联设备的浪涌冲击和噪声干扰，报警输出和通信电路与系统电路完全隔离，接地以及电路之间没有任何物理上的传导连接。继电器K1、K2用于某路温度超过设定的报警值时，输出机械接点信号，如可以连接声、光报警装置。RS 485通信接口可以将本仪表纳入到总线拓扑的RS 485网络中，以提高测量网络的集中监控能力。为了提高RS 485通信速度本设计采用了接收和发送自动转换的零延时电路。如图8所示，若发送为低电平，DE/RE为高电平，发送允许，此时由于D管脚接地，MAX1487芯片的输出端A、B产生表示低电平的差分信号。若发送高电平，DE/RE为低电平，MAX1487芯片的A、B端处于高阻态。此时靠电阻R32和R35的下拉和上拉作用，使总线上产生表示高电平的差分信号。由以上分析看出，在半双工传送数据的方式下，程序不必控制DE/RE，硬件完成接收和发送的转换。
4 软件设计
仪表整机软件主要由3部分组成，数据采集与温度计算程序、人机服务程序、通信程序。为了保证各子程序协调运行，需要通过中断机制实现。数据采集与温度计算程序在主循环里运行，人机服务在定时中断里完成，通信任务在串行通信中断服务程序中完成。
数据采集与温度计算程序要对16路温度进行循环采集，通过单片机P0端口对多路开关的地址引脚控制而实现通道选择。一共用了17路数据通道，第一路为零电压、参考电压，2～17路为16路温度电压信号。每次采集数据都要经过通道选择，A/D转换处理，温度计算等操作。
人机服务程序是实现仪器的显示及人工操作，由于数码管和LED指示灯采用动态刷新显示，为了保证动态刷新周期，人机服务程序安排在定时器中断里运行。
RS 485通信访问方式为主从方式，本仪表处于从机地位。仪表收到主机发来的数据帧后，根据MODBUS RTU通信协议将主机要求的信息发送到RS 485网络中，主机可以读取16路温度、报警设定数据，以及重新设置相关参数。
5 结语
